Способ работы энергетической установки на природном газе и энергетическая установка на природном газе

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано на тепловых энергоустановках для выработки электроэнергии при использовании в качестве топлива природного газа и позволяет повысить экономичность производства электрической энергии. Устройство для производства электроэнергии снабжено дополнительными теплообменниками (ТО) 30,31,37 и 38. ТО 30 установлен в зоне 28 зарождения газовых гидратов кристаллизатора 16 и сообщен с приводом 36 холодильной машины 32 и ТО 37, установленном на трубопроводе 15 подачи газа на резервирование. Кристаллизатор 16 сообщен с хранилищем 19 природного газа и с накопителем 26 воды. ТО 31 размещен в зоне 29 выращивания газовых гидратов и сообщен с холодильной машиной 32. ТО 38 установлен на трубопроводе 23 подачи газа в газовую турбину 25, сообщенную с газопроводом 3 котла 4. В период провала электрической нагрузки избыток природного газа из магистрального газопровода 1 направляют в ТО 37, где охлаждают газами привода 36 холодильной машины 32 и подают в кристаллизатор 16, куда поступает вода из накопителя 26. Газ в кристаллизаторе 16 контактирует с водой, образуя газовые гидраты, которые поступают в хранилище 19. При образовании гидратов выделяется тепло, которое отводится ТО 30 и 31. Охлаждение газа в ТО 37 уменьшает тепловую нагрузку холодильной машины 32. В период пика электрической нагрузки газовые гидраты разлагают на газ и воду, которые разделяют в разделителе 21, после которого газ подогревают в ТО 38 продуктами сгорания котла 4 и подают в г 5 жесткости, на боковых гранях которых вокруг каждого отверстия 6 под тяж 8 выполнен

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 > 01 К 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4392175/24-06 (22) 16. 03. 88 (46) 07. 01. 90. Бюл. Р 1 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (72) Э.А. Бакум (53) 621.311.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 9 1186811, кл. Р 01 К 13/00, 1984. (54) СПОСОБ РАБОТЫ ЗНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

УСТАЧОВКИ НА ПРИРОДНОМ ГАЗЕ И ЗНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА НА ПРИРОДНОМ

ГАЗЕ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике, может. быть использовано на тепловых энергоустановках для выработки электроэнергии при использовании в качестве топлива природного газа и позволяет повысить экономичность производства электрической энергии. Устройство для произ„„SU, „1534193 А 1

2 водства электроэнергии снабжено дополнительными теплообменниками (ТО)

30, 31, 37 и 3S. ТО 30 установлен в зоне 28 зарождения газовых гидратов кристаллизатора 16 и сообщен с приводом 36 холодильной машины 32 и ТО

37, установленном на трубопроводе 15 подачи газа на резервирование. Кристаллизатор 16 сообщен с хранилищем

19 природного газа и с накопителем

26 воды. ТО 31 размещен в зоне 29 выращивания газовых гидратов и сообщен с холодильной машиной 32. ТО 38 установлен на трубопроводе 23 подачи газа в газовую турбину 25, сообщенную с газопроводом 3 котла 4.

В период провала электрической нагрузки избыток природного газа из магистрального газопровода 1 направляют в ТО 37, где охлаждают газами привода 36 холодильной машины 32, и подают в кристаллизатор 16, куда

1534193

20 о поступает вода из накопителя 26. Газ в кристаллизаторе 16 контактирует с водой, образуя газовые гидраты, которые поступают в хранилище 19. При образовании гидратов выделяется теплс., которое отводится ТО 30 и 31. Охлаж-дение raaa в Т0 37 уменьшает тепловую нагрузку холодильной машины 32. В

Изобретение относится к теплоэнер,гетике и может быть использовано ыа тепловых энергоустановках для выработки электроэнергии при использова-нии в качестве топлива природного газа.

Целью изобретения является повышение экономичности.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для реализации данного способа.

Тепловая энергетическая установка содержит магистральный газопровод

1, сообщенный через редукционное устройство 2 газопроводом 3 с котлом 4, к которому по свежему пару подключена паровая турбина 5. Котел

4 имеет трубопровод 6 сброса продуктов сгорания и трубопровод 7 подвода воздуха, на котором установлены компрессор 8 и теплообменник 9 (ТО), сообщенный с трубопроводом 6 после газовой. турбины 10 (ГТ). Паровая турбина 5 по.отработавшему лару подключена к конденсатору 11, сообщенному по охпаждающей среде через насос 12 с градирней 13, а по конденсату через насос 14 — с котлом 4.

Иагистральяый .газопровод 1 трубопровод 15 подачи газа на резервирование сообщен с кристаллизатором 15, к которому подключены трубопроводы 17 и

18 и хранилище 19 природного газа, сообщенное через насос 20 и конденсатор 11 с разделителем 21 воды и газа, а последний трубопроводами 22 и

23 подачи, воды и газа с.ообщен с гидравлической и газовой турбинами 24 и

25 соответственно. Выходы гидравлической и газовой турбин 24 и 25 подключены к накопителю 26 воды, сообщенному через насос 27 с кристаллизатором 16, и газопроводу 3 котла 4.

К1илсталлизатор 16 разделен на зоны

28 и 29 зарождения и выращивания газовых гидратов, в Kotopblx размещены период пика электрической нагрузки газовые гидраты разлагают на газ и воду, которые разделяют в разделителе 21, после которого газ подогревают в TO 38 продуктами сгорания котла 4 и подают в газовую турбину 25, а воду подают в гидравлическую турбину 24. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 1 ил. соответственно дополнительный ТО 30 и Т0 .31 холодильной машины 32 с ТО 33, конденсатором 34 и регулирующим вентилем 35. Холодильная машина 32 имеет привод ГТ 36, подключенный к магистральному газопроводу 1 и по отработавшему газу — к дополнительному ТО 30, сообщенному через дополнительный ТО 37, установленный на трубопроводе 15, с газопроводом 3.

На трубопроводе 23 подачи газа в его

25 рассечку установлен дополнительный

ТО 3S, подключенный к трубопроводу 5 сброса продуктов сгорания после

ТО 39 через вентили 40 и 41.

Способ работы энергетической установки осуществляется следующим образом.

В период провала электрической нагрузки в магистральном газопроводе

1 существует избыток природного газа, который резервируют путем по35 дачи через. дополнительный ТО 37 в кристаллизатор 16, где контактируют с водой, подаваемой насосом 27 из накопителя 26. В дополнительном ТО

4 37 природный газ охлаждается газом после дополнительного ТО 30, что уменьшает тепловую нагрузку холодильной машины 32. В кристаллизаторе

16 образуются газовые гидраты при45 родного газа с отводом теплоты ох лаждения и гидратообразования хладагентом, кипящим в Т0 31 ° Пары холодильного агента сжимают в холодильной машине 32 и направляют

50 вначале в ТО 33, в котором отводят теплоту перегрева, нагревая часть конденсата, сжимаемого насосом 14 и подаваемого в котел 4. При этом температура паров хладагента понижается, а затем пары направляют в кондейса.гор 34, где конденсируют, сбрасывая теплоту конденсации в окружающую среду, после чего сконденсировавшийся хладагент дросселируют через ое5 1 гулирующий вентиль 35 и направляют вновь в Т0 31. 3а привод 36 холодильной машины 32 направляют часть природного газа. la выходе из привода 36. имеет давление, соответствующее давлению газа, подаваемого в котел 4 на сжигание. Охлажденный при расширении в приводе 36 газ направляют в дополнительный ТО 30, встроенный в зону 28 зарождения (образования зародышей кристаллов) газовых гидратов, для отвода теплоты зарождения кристаллов газовых. гидратов.

Из зоны 28 кристаллизатора 16 зародыши газовых гидратов поступают в зону 29 выращивания, где производят образование основной массы гидратов и откуда их направляют в хранилище

19. Из Т0 30 газ направляют через

T(f 37, в котором он нагревается до температуры на 5-8 С ниже температуры газа в магистральном газопроводе в газопровод 3 после редуцирующего устройства 2 ° После чего газ через Т0 39 направляют в котел 4, смешивают с воздухом и сжигают, а теплоту сгорания используют для гекерирования пара, который подают в паровую турбину 5 для выработки электроэнергии. Продукты сгорания .через ГТ 10, вырабатывающую дополнительное количество электроэнергии, сбрасывают в атмосферу через

ТО 9 и 39 и трубопровод 6. При этом вентиль 40 открыт, а вентиль 41 закрыт.

В период пика электрической нагрузки газовые гидраты из хранилища

19 подают насосом 20 в конденсатор

1 l где их разлагают на газ и воду за счет тепла конденсации отработавшего в турбине 5 пара. В разделителе 21 газ и воду отделяют друг от друга и подают в гидравлическую и газовую турбины 24 и 25 для производства дополнительной электроэнергии. При этом, после срабатывания в турбине 24 воду накапливают в накопителе 26 для последующего ее использования путем подачи насосом 27 по трубопроводу 18 в кристаллизатор 16 при следующем цикле резервирования природного газа. Гаэ перед подачей иэ разделителя 21 в ГТ 25 предварительно нагревают в дополнительном

Т0 38 сбрасываемыми в атмосферу через трубопровод 6 продуктами сгорания, температура которых после TO 9 и 39

534193 ь достаточно высока. При этом вентиль

40 закрыт, а вентиль 4 1 открыт. Газ после срабатывания в ГТ 25 смешивают

5 с газом, прошедшим через редуцирующее устройство 2, подогревают в ТО

39 и направляют в котел 4 и сжигают.

Формул а и з о б р е т е н ия

1. Способ работы энергетической установки на природном газе путем подачи последнего иэ магистрального газопровода в котел, сжигания его с отводом продуктов сгорания и получением водяного пара, направляемого в паровую турбину, резервирования природного газа контактированием его с водой для образования газовых гидратов с отводом выделяющегося при этом тепла холодильной машиной с газовым приводом,.хранения зарезервированного газа в период провала и использование его в период пика элек-.

26 трической нагрузки разложением газовых гидратов на газ и воду, разделением последних и использованием для производства дополнительной энергии с последующими сжиганием газа в котЗО ле и накоплением воды для использования при образовании гидратов в следующем цикле резервирования газа, отличающийся тем,что, с целью повышения экономичности, часть, 1 выделяющегося при образовании гидратов тепла отводится отработавшим в приводе холодильной машины газом с последующим его использованием для охлаждения подаваемого

4О на резервирование природного газа, при этом отделенный от воды гаэ наг- ревают продуктами сгорания котла.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что образование газовых гидратов осуществляют при последовательных циклах зарождения и выращивания гидратов с раздельным отводом тепла.

3. Энергетическая установка на природном газе, содержащая котел,сообщенный через редуцирующее устройство газопроводом с магистральным газопроводом, к которому трубопроводом подачи газа на резервирование подключен кристаллизатор, в последнем размещен теплообменник холодильной машины, привод которой имеет трубопровод отработавшего газа, паровую турбину, подключенную по свежему па1534193 турбину и отработавшего газа в приводе холодильной машины, при этом последний теплообменник размещен в кристаллизаторе и сообщен с газопроводом котла через теплообменник на трубопроводе подачи газа на резервирование.

Составитель В, Гуторов

Редактор Л. Гратилло Техред М.Дидык .. - Корректор С. Иекмар

Заказ 29 Тираж 415 Подписное .ВНЙЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ру к котлу, а по отработавшему пару к конденсатору, к которому подсоединены хранилище природного газа и разделитель воды и газа, а последний трубопроводами подачи воды и газа сообщен с гидравлической и газовой турбинами соответственно, выходы кс торых подключены соответственно к накопителю воды и газопроводу котла„ отличающаяся тем„ что с целью повышения экономичности, уста-. новка снабжена дополнительными теплообменниками, установленными соответ"ственно на трубопроводах подачи газа на резервирование и в газовую

4. Установка но и.3, о т л и ч а ющ а я с я тем, что кристаллизатор разделен на зоны зарождения и выращивания гидратов, в которых размещены дополнительный теплообменник и теплообменник холодильной машины соответственно„